В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv *, исследователи сообщили о ко-транслокации белка (S) коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-COV-2) и ядерной котранслокации мессенджера S (мРНК) как о новой особенности SARS. -CoV-2 патогенез.

Фон

Возбудитель коронавирусной болезни 2019 (COVID-19), SARS-CoV-2, вызвал серьезные патофизиологические изменения у пожилых и уязвимых людей и, как сообщается, обладает большей трансмиссивностью, чем коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV) или ближневосточный респираторный синдром КоВ (БВРС-КоВ).

S-белок SARS-CoV-2 был задокументирован как ключевой фактор патогенности SARS-CoV-2 из-за его широкого тропизма к рецептору человеческого ангиотензинпревращающего фермента 2 (hACE2).

Исследования изучали субклеточную локализацию белка SARS-CoV-2 in vitro ; однако исчерпывающие данные о потребностях S- гликопротеина ограничены и требуют дальнейшего изучения.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи изучили ядерную транслокацию мРНК S и S как основные механизмы патогенности SARS-CoV-2.

Первичные нормальные клетки бронхиального эпителия человека (NHBE) были получены от здоровых некурящих людей и пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) для формирования псевдомногослойного эпителия бронхиальных дыхательных путей. Клетки дыхательных путей были инфицированы штаммом SARS-CoV-2 USA/WA-CDC-WA1/2020, штаммом SARS-CoV Urbani и MERS-CoV для экспериментов in vitro .

Команда исследовала, перемещается ли S SARS-CoV-2 в ядра эпителиальных клеток дыхательных путей, инфицированных SARS-CoV-2, и колокализуется ли S мРНК. Клетки подвергали иммуногистохимическому (IHC) анализу и исследовали с помощью конфокальной микроскопии (CFM). Иммунофлуоресцентный анализ был проведен для обнаружения белка SARS-CoV-2 и мРНК S.

California Gold Nutrition, LactoBif, пробиотики, 30 млрд КОЕ, 60 вегетарианских капсул

S-последовательности обоих вирусов были выровнены методом множественного выравнивания последовательностей (MSA), чтобы определить, имеет ли изолят SARS-CoV-2 множественные вставки новой последовательности (SI) в S по сравнению со штаммом Urbani SARS-CoV. Кроме того, S SARS-CoV-2 был проанализирован с использованием анализа in silico , чтобы выяснить, напоминает ли S белковые мотивы или представляет собой белковые мотивы, такие как сигнал ядерной локализации (NLS), а также для изучения взаимодействий между РНК SARS-CoV-2 и S и нуклеокапсидом. Н) белки.

Оценка NLS была выполнена для нескольких патогенных белков CoV S. Команда исследовала, может ли многоосновной сайт «RRAR» быть мотивом NLS и является ли мотив NLS функциональным относительно многоосновного сайта RRAR на границе между S-субъединицами 1 (S1) и 2 (S2).

Полученные результаты

Только S SARS-CoV-2 содержал функциональный мотив NLS «PRRARSV» типа pat7 на границе S1/S2 из-за присутствия нового SI «NSPR» и приводил к ядерной транслокации белка S (и мРНК S) в эпителиальные клетки дыхательных путей, инфицированные SARS-CoV-2. Было обнаружено, что мРНК S SARS-CoV-2 является ядерной (<10%) и обильной (~ 90%) в цитоплазме, что свидетельствует о переходе мРНК. Полная транслокация мРНК S-белка наблюдалась менее чем в одном проценте случаев.

Наблюдалось внутриклеточное распределение мРНК белков S и S, указывающее на ядерную транслокацию, вовлекающую внешнюю поверхность и внутреннюю часть ядра. мРНК белков S и S колокализовались и образовывали белково-мРНК комплексы в инфицированных клетках, 85% которых выявлялись вне ядра. Белки N MERS-CoV, SARS-CoV и SARS-CoV-2 продемонстрировали ядерную транслокацию.

S транслоцируется в ядро ​​(25%) клеток дыхательных путей через цитоплазматический эндоплазматический ретикулум (ER)-аппарат Гольджи, и 15% белка S обнаруживается на поверхности ядра, что указывает на переходную стадию транслокации белка. Следует отметить, что ядерная транслокация мРНК S, расположенной на поверхности ядра, была связана с S SARS-CoV-2 и ей помогала. Напротив, мРНК S, присутствующая в цитоплазме, не проявляла таких ассоциаций. Облегченные NLS транслокации в ядро ​​наблюдались для MERS-CoV, SARS-CoV и SARS-CoV-2.

Выводы

В целом, результаты исследования показали ядерную транслокацию и совместную локализацию гликопротеина S и мРНК S, новый механизм патогенеза SARS-CoV-2. Кроме того, ядерная транслокация мРНК гликопротеина S облегчается белком S из-за присутствия функционального мотива pat7 NLS «PRRARSV» в S SARS-CoV-2.

Полученные данные могут помочь в разработке эффективных S-направленных агентов для расширения терапевтического спектра COVID-19.

Новая ядерная транслокация SARS-CoV-2 указывает на то, что поверхностная экспрессия S-белка может быть снижена, но необходимо определить ее влияние на иммунное распознавание хозяина. Колокализация мРНК S и S указывает на то, что S SARS-CoV-2 может содержать РНК-связывающий мотив и, следовательно, требует дальнейшего изучения.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.